JPH0673514U - 直線駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の簡略化や部品点数の低減が可能であり
コストを低減することができるとともに、高い寸法精度
を必ずしも必要としない直線駆動装置を提供すること。 【構成】 この直線駆動装置は駆動部１０と直進部４０
を含んで構成される。駆動部１０は、内壁側に雌ネジ溝
２２が形成された中空シャフト２４とマグネット２６と
から成るロータ２０を含んで構成され、直進部４０は、
この雌ネジ溝２２に螺合する雄ネジ溝４２を有する直進
スクリュ４４とこの直進スクリュ４４の回転を規制する
直進ガイド４８，直進案内ガイド４６とを含んで構成さ
れる。雌ネジ溝２２が形成されたロータ２０を回転させ
たときに、雄ネジ溝４２を有する直進スクリュ４４が直
線状に移動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は直線駆動装置に関し、特にモータの回転運動を直線運動に変換する直 線駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、モータは電磁力を利用して回転力を得るものであり、かかるモータを 利用して部材を直線状に移動させるには、モータの回転運動を直線運動に変換す る直線駆動装置が用いられている。

【０００３】 図６は、従来の直線駆動装置の構造を示す図であり、ボールネジ方式の直線駆 動装置の横断面が示されている。

【０００４】 同図に示す直線駆動装置は、駆動モータ８０を回転させることにより、この駆 動モータ８０の出力軸とタイミングベルト８１によって連結されたボールスクリ ュ８２を回転させており、このボールスクリュ８２の回転によりシャフトガイド ８３と平行にスライダ８４を直線駆動するものである。スライダ８４にはベース ８５が取り付けられており、このベース８５に移動対象を取り付けることにより この移動対象を直線状に移動させるものである。

【０００５】 また、図７は従来の他の直線駆動装置の構造を示す図であり、ラック＆ピニオ ン方式の直線駆動装置の横断面が示されている。

【０００６】 同図に示す直線駆動装置は、駆動モータ９０を回転させることにより、その出 力軸に取り付けられたピニオン９１を回転させ、このピニオン９１の回転力をラ ック９２に伝達することにより、スライドレール９３に平行にベース９４を移動 させるものである。従って、ベース９４に取り付けられた移動対象物が直線方向 に駆動される。

【０００７】 なお、それ以外の直線駆動装置の例としては、実開平４−７５２６４号公報に 開示された直線駆動装置がある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来の直線駆動装置においては、駆動モータ８０，９０と 直線機構とをタイミングベルト８１やラック＆ピニオン機構によって連結してい るため、装置全体の構造が複雑で大きくなるとともに部品点数が増し、コスト高 になるという問題があった。

【０００９】 また、ベース８５，９４を直線運動させるために、シャフトガイド８３やスラ イドレール９３等が必要であり、ベース８５，９４の振動等を防止するために寸 法精度を高くしなければならないという問題があった。

【００１０】 さらに、ボールスクリュー８２やラック９２は外部に開放された状態となって いるためごみや塵等が付着し易く、ベース８５，９４の負荷が大きくなりやすい という欠点もあった。

【００１１】 そこで本考案は、このような点に鑑みて創作されたものであり、装置の簡略化 や部品点数の低減が可能でありコストを低減することができるとともに、高い寸 法精度を必ずしも必要としない直線駆動装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために、本考案の直線駆動装置は、 インナロータ型のモータを有する駆動部と、この駆動部によって直線駆動され る直進部とを備える直線駆動装置において、 前記駆動部は、少なくとも一方端が開口され内壁側に雌ネジ溝が形成された直 進部挿入孔を有する中空円筒構造のロータと、このロータに磁束を供給するステ ータと、このステータの外周に設けられてヨークとして機能するハウジングとを 備え、 前記直進部は、少なくとも一部の外周に前記ロータの雌ネジ溝に螺合する雄ネ ジ溝が形成されており、前記ロータの直進部挿入孔に部分的に挿入された直進部 材と、前記直進部材の回転動作を規制するとともに、この直進部材が前記ロータ の回転軸方向に移動可能に前記ハウジングに取り付けられた回転規制部を備え、 前記ロータを回転させることにより、前記直進部をこのロータの回転軸方向に 直線運動させることを特徴とする。

【００１３】

【作用】

本考案では、ステータ内側に位置する中空円筒構造のロータを回転させること により、このロータの内側であって、内壁側に雌ネジ溝が形成された直進部挿入 孔を回転する。従って、この雌ネジ溝に螺合するよう外周部に雄ネジ溝を形成し た直進部材を直進部挿入孔に部分的に挿入しておくことにより、この直進部材を 直線状に出し入れすることができる。このとき直進部材が回転しないように規制 する必要があるが、この直進部材の回転動作の規制は回転規制部によって行って いる。

【００１４】 本考案においては、中空円筒構造のロータの内壁側に雌ネジ溝を形成しておい て、このロータを回転させることにより外周部に雄ネジ溝の形成された直進部材 を直線状に移動させており、プーリとベルトあるいはラック＆ピニオン機構等と いった回転運動を直線運動に変換するための特別な機構が不要であり、装置の簡 略化や部品点数の低減が可能であり、コストを低減することができる。

【００１５】 また、ネジ機構によって直進部材の直線運動を可能にしているため、特に高い 寸法精度が要求されることもない。

【００１６】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例について詳細に説明する。

【００１７】 図１は、本考案の直線駆動装置を適用した一実施例の詳細な構造を示す断面図 である。本実施例の直線駆動装置は、駆動部１０および直進部４０とを含んで構 成されており、駆動部１０による回転運動を直線運動に変換して直進部４０を直 進駆動するものである。

【００１８】 駆動部１０は、インナロータ型のモータ構造を有しており、ロータ２０，ステ ータ３０，ハウジング３２を含んで構成される。本実施例においては、ブラシレ スモータによって駆動部１０を形成した一例が示されており、ロータ２０に永久 磁石が使用されている。

【００１９】 ロータ２０は、内壁側に雌ネジ溝２２が形成された中空シャフト２４と、この 中空シャフト２４の外周部に設けられたマグネット２６とによって構成されてい る。中空シャフト２４の一方端側は開口されており、この開口端の外周部が軸受 ３４によって回転可能な状態でハウジング３２に取り付けられている。また、こ の中空シャフト２４の他方端側（開口していない側）が軸受３６を介して回転可 能な状態でハウジング３２に取り付けられている。

【００２０】 ステータ３０は、ロータ２０の中空シャフト２４外周に設けられたマグネット ２６に対向して設けられており、このマグネット２６に対して磁束を供給する。 ハウジング３２はこのステータ３０を取り付け固定するとともに、ステータ３０ の巻線部の磁路を形成するヨークとして機能するものである。

【００２１】 一方、直進部４０は、外周部に雄ネジ溝４２が形成された直進スクリュ４４と 、駆動部１０のハウジング３２に連結して取り付けられる直進案内ガイド４６と 、直進スクリュ４４の先端に取り付けられる直進ガイド４８及び直進軸５０とを 含んで構成される。

【００２２】 直進スクリュ４４は、上述したロータ２０の中空シャフト２４に部分的に挿入 されるものであり、この挿入部外周に雄ネジ溝４２が形成されている。従って、 中空シャフト２４の内壁側の雌ネジ溝２２に直進スクリュ４４外周の雄ネジ溝４ ２が螺合するようにこの直進スクリュ４４を部分的に挿入することにより、ロー タ２０を回転させたときに直進スクリュ４４が出し入れされることになる。

【００２３】 直進案内ガイド４６は、筒状の部材であり、直進スクリュ４４の先端に取り付 けられた直進ガイド４８が直線状に移動するためのガイドの役目をなす。また、 直進案内ガイド４６は、ロータ２０の回転軸方向に平行な２本のスライド溝６４ を有しており、このスライド溝６４に沿って直進ガイド４８が移動するようにな っている。

【００２４】 直進ガイド４８は、直進スクリュ４４の先端に取り付けてこの直進スクリュ４ ４が回転しないように規制するためのものである。この直進ガイド４８は、中心 部に貫通孔を有する円柱構造を有しており、外周部には１８０°異なる位置に各 １ヵ所、合計２ヵ所のスライド用突起７０が形成されている。このスライド用突 起７０は、上述した直進案内ガイド４６のスライド溝６４に対応した形状を有し ており、スライド溝６４に沿ってこのスライド用突起７０が摺動するよう直進ガ イド４８が移動する。

【００２５】 直進軸５０は、直進スクリュ４４の先端に取り付け固定されるものであり、駆 動部１０による回転運動を直線運動に変換した後に最終的に直線方向の力を取り 出すためのものである。例えば、直進軸５０の一方端に雌ネジ部を形成し、直進 スクリュ４４の先端に雄ネジ部を形成するとともに段付き構造にする。そして、 段付き構造の直進スクリュ４４の先端に直進ガイド４８を挿通した後、この直進 ガイド４８を直進スクリュ４４と直進軸５０で挟んで固定する。

【００２６】 このようにして直進スクリュ４４の先端に回転しないように取り付け固定され た直進ガイド４８は、その外周部に設けられたスライド用突起７０が直進案内ガ イド６４のスライド溝６４に沿ってのみ移動可能であるため、この直進ガイド４ ８と一体化している直進スクリュ４４も回転することができず、その結果ロータ ２０が回転したときに直進スクリュ４４がロータ２０内に出し入れされて直進軸 ５０が直線状に移動する。

【００２７】 図２は、直進案内ガイド４６の詳細な構造を示す図である。同図（ａ）は直進 案内ガイド４６の側面にロータ２０の回転軸方向と平行に設けられたスライド溝 ６４の形状を示しており、同図に示した位置及び反対側の位置に合計２本のスラ イド溝６４が形成されている。

【００２８】 また、このスライド溝６４の近傍であってロータ２０側には、かしめ穴６０が 形成されている。ハウジング３２の先端側に直進案内ガイド４６を部分的に挿入 した後、このかしめ穴６０の外側に位置するハウジング３２を部分的にかしめる ことによりハウジング３２に対して直進案内ガイド４６が取り付け固定される。 なお、本実施例ではこのかしめ穴６０は円周方向の９０°ごとに４ヵ所設けられ ており、直進案内ガイド４６を完全に固定できるようになっているが、このかし め穴６０を２，３ヵ所にしたり、あるいは直進案内ガイド６４をハウジング３２ にネジ締めするようにしてもよい。

【００２９】 図２（ｂ）は、直進案内ガイド４６の側面であって、上述したスライド溝６４ と９０°異なる位置に設けられているホルダとめ穴６２の形状及び配置を示して いる。このホルダとめ穴６２はスライド溝６４とほぼ平行に４ヵ所形成されてい る。ホルダ止め孔６２の用途については後述する。

【００３０】 図３は、直進ガイド４８の詳細な構造を示す斜視図である。同図に示すように 、直進ガイド４８の外周部には２ヵ所のスライド用突起７０が設けられており、 このスライド用突起７０と円周方向に９０°ずれた位置にマグネット用凹部７２ が形成されている。このマグネット用凹部７２には位置検知用のマグネット７４ が取り付けられる。

【００３１】 図４は、直進案内ガイド４６のホルダとめ穴６２に位置検知素子７６を設置し た状態を示す断面図である。

【００３２】 同図において、ホルダ７２は一部に位置検知素子７６を保持するための凹部を 有するとともに、この凹部と反対側に直進案内ガイド４６のホルダとめ穴６２に 係合する突起部を有する樹脂製の部材である。このホルダ７２は、ホルダとめ穴 ６２に差し込んだ後方向を９０°回転させることにより固定することができる。 また、位置検知素子７６には例えばホール素子が用いられており、直進ガイド４ ８のマグネット用凹部７２に取り付けられたマグネット７４の磁気を位置検知素 子７６で感知することにより、直進ガイド４８の位置を検知している。

【００３３】 図５は、本実施例の直線駆動装置を車両に適用した例を示す図である。同図（ ａ）は１ボックスタイプの車両の後部ドアを本実施例の直線駆動装置を用いて開 閉する場合を示している。同様に、同図（ｂ）はサンルーフあるいは１ボックス タイプの車両のスライド式ドアの開閉を、同図（ｃ）は乗用車のドアの開閉を、 同図（ｄ）はリトラクタブルヘッドライトあるいはトランクリッドの開閉を、同 図（ｅ）は窓の開閉をそれぞれ本実施例の直線駆動装置を用いて行う場合を示し ている。

【００３４】 以上説明したように、本実施例の直線駆動装置は、一方端が開口している中空 円筒構造であってその内壁側に雌ネジ溝２２が形成されたロータ２０を回転させ ることにより、外周に雄ネジ溝４２が形成された直進スクリュ４４を出し入れす る。直進スクリュ４４の先端にはこの直進スクリュ４４の回転を規制するための 直進ガイド４８が取り付けられており、さらにその先に対象物を直線状に駆動す るための直進軸５０が取り付けられている。

【００３５】 従って、回転運動を直線運動に変換するためにプーリとベルトあるいはラック ＆ピニオン機構等といった回転運動を直線運動に変換するための特別な機構を追 加する必要がなく、駆動部１０のロータ２０と直進部４０の直進スクリュ４４と を部分的に螺合させるだけでよいため、装置を簡略化して部品点数を低減し、コ ストを低減することができる。

【００３６】 また、一般のボルトの雄ネジ溝やナットの雌ネジ溝と同等の寸法精度で、直進 スクリュ４４外周の雄ネジ溝４２を形成するとともに中空シャフト２４内壁側の 雌ネジ溝２２を形成すればよく、特に高い寸法精度で部品を加工する必要もない 。

【００３７】 また、直進スクリュ４４の雄ネジ溝４２は、直進案内ガイド４６及び直進ガイ ド４８によってほぼ密閉された状態にあるため、ゴミや塵等が付着しにくいとい う効果もある。

【００３８】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨の範囲内 で種々の変形実施が可能である。

【００３９】 例えば、上述した本実施例ではブラシレスモータによって駆動部１０を構成す る場合を例にとり説明したが、モータの種類は何でもよく、中空シャフトを有す る一般の直流モータや交流モータによって駆動部を構成するようにしてもよい。

【００４０】 また、本実施例の直線駆動装置を車両に適用した場合を例にとって説明したが 、電動で直線運動させる用途であれば、どのような構造にも本考案の直線駆動装 置を適用することができる。例えば、自動ドアの開閉やシャッターの開閉、Ｘ− Ｙステージ等の直線駆動に本考案の直線駆動装置を適用することができる。

【００４１】

【考案の効果】

上述したように、本考案によれば、中空円筒構造のロータの内壁側に雌ネジ溝 を形成しておいて、このロータを回転させることにより外周部に雄ネジ溝の形成 された直進部材を直線状に移動させており、プーリとベルトあるいはラック＆ピ ニオン機構等といった回転運動を直線運動に変換するための特別な機構が不要で あり、装置の簡略化や部品点数の低減が可能であり、コストを低減することがで きる。

【００４２】 また、ネジ機構によって直進部材の直線運動を可能にしているため、特に高い 寸法精度が要求されることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直線駆動装置を適用した一実施例の詳
細な構造を示す断面図である。

【図２】直進案内ガイドの詳細な構造を示す図である。

【図３】直進ガイドの詳細な構造を示す斜視図である。

【図４】直進案内ガイドのホルダとめ穴に位置検知素子
を設置した状態を示す断面図である。

【図５】本実施例の直線駆動装置を車両に適用した例を
示す図である。

【図６】従来の直線駆動装置の構造を示す図である。

【図７】従来の他の直線駆動装置の構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 駆動部 ２０ ロータ ２２ 雌ネジ溝 ２４ 中空シャフト ２６ マグネット ３０ ステータ ３２ ハウジング ４０ 直進部 ４２ 雄ネジ溝 ４４ 直進スクリュ ４６ 直進案内ガイド ４８ 直進ガイド ５０ 直進軸

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナロータ型のモータを有する駆動部
   と、この駆動部によって直線駆動される直進部とを備え
   る直線駆動装置において、 前記駆動部は、少なくとも一方端が開口され内壁側に雌
   ネジ溝が形成された直進部挿入孔を有する中空円筒構造
   のロータと、このロータに磁束を供給するステータと、
   このステータの外周に設けられてヨークとして機能する
   ハウジングとを備え、 前記直進部は、少なくとも一部の外周に前記ロータの雌
   ネジ溝に螺合する雄ネジ溝が形成されており、前記ロー
   タの直進部挿入孔に部分的に挿入された直進部材と、前
   記直進部材の回転動作を規制するとともに、この直進部
   材が前記ロータの回転軸方向に移動可能に前記ハウジン
   グに取り付けられた回転規制部を備え、 前記ロータを回転させることにより、前記直進部をこの
   ロータの回転軸方向に直線運動させることを特徴とする
   直線駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記回転規制部は前記ハウジングに固定されるととも
   に、前記ロータの回転軸に平行な溝あるいは凹凸形状が
   形成されたスライド部を有するガイドと、前記スライド
   部に対応する凹凸形状が一部に形成されているととも
   に、前記直進部材の回転動作を規制するストッパとを備
   えることを特徴とする直線駆動装置。